基于金纳米棒组装的半胱氨基酸分子同手性识别

本文通过半胱氨酸分子诱导金纳米棒自组装形成一维线性链状结构,利用停留装置观察了不同手性的半胱氨酸分子(L/D-半胱氨酸)诱导金纳米棒自组装的动力学过程.通过调控CTAB浓度,首次发现在组装速率很快的情况下,L-半胱氨酸分子诱导金纳米棒自组装的组装速率慢于D-半胱氨酸分子.而在组装速率较慢的情况下,这种情况不存在.通过分析揭示了为什么在慢速动力学和快速动力学会出现这种差异.并对在快速动力学下不同手性分子在诱导纳米颗粒组装上不同动力学行为作出讨论.这一工作可能为进一步解释生命的单一手性现象提供线索.     

金纳米棒的飞秒激光组装研究

金属纳米粒子对于研究表面等离子体共振具有非常重要的意义,其自组装形成的功能组装体能够展现出更加优异的整体协同性能.本文通过飞秒激光加工对金纳米棒直接进行组装,不引入其它的修饰剂,过程简单、快速(约1 min),不仅保留了金纳米棒表面等离子特性,且可以实现金纳米棒的任意精细图案化.将组装的微纳结构用于微流控芯片表面增强拉曼散射探测,可以得到很好的增强效果,为等离子体器件的制备提供了新的方法.     

分子层次的金纳米棒-表面活性剂-磷脂自组装复合体形貌

金纳米粒子表面修饰剂的组分和形貌影响其物理化学性质.本文采用隐式溶剂耗散粒子动力学模拟的方法,研究了金纳米棒、溴化十六烷基三甲基铵和二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱的自组装形貌.结果表明,复合体组装形貌主要与溴化十六烷基三甲基铵和二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱这两种修饰剂的摩尔比有关,而金纳米棒与修饰剂的相互作用强度以及金纳米棒的直径对形貌的影响不明显.当作用强度和直径一定时,随着摩尔比增加,修饰剂在金纳米棒表面会形成完整的双层膜、有裂痕的双层膜、长片状胶束、以及以螺旋形式缠绕在金纳米棒上的蠕虫状胶束.进一步分析发现,金纳米棒直径越小、摩尔比越大、或作用强度越大时,金纳米棒两端的覆盖程度越高,同时修饰剂吸附层的厚度越薄.这些结果直接表征了溴化十六烷基三甲基铵和二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱混合物在金纳米棒表面的形态,在分子水平上加深了对金纳米棒自组装行为的理解,有助于实现金纳米棒的可控自组装.     

GSH诱导的金纳米棒自组装及汞离子检测

提出了一种基于金纳米棒自组装的促进和抑制检测汞离子的方法.在合适的实验条件下,当金纳米棒胶体溶液中加入还原性谷胱甘肽（GSH）时,金纳米棒因Au-S键的形成,通过氢键和静电相互作用发生头对头（EndtoEnd）的自组装.当以上体系中加入汞离子时,这种头对头的自组装会被打破,金纳米棒重新呈分散状态.这种方法的最低检测限为1nmol/L,检测范围为1nmol/L-100μmol/L.该汞离子检测方法特异性强、灵敏度高且检测的浓度范围比较大,有望广泛用于水环境中汞离子的检测.     

基于毛细管的金纳米棒与纳米哑铃组装结构SERS效应比较研究

本文介绍了基于毛细管的金纳米棒(Au nanorods, AuNRs)与金纳米哑铃(Au nanodumbbells, AuNDs)组装结构,并从灵敏性、均一性和重现性等角度对两种不同纳米单元构筑的基底进行了表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)效应比较研究。结果表明,合成前驱体和分散体系均相同基础上调控得到的两种纳米单元在表面配体交换处理与构筑工艺一致前提下的基于毛细管组装,AuNDs较AuNRs组装结构表现出更高的SERS活性,而两者的均一性和重现性相当。通过选择SERS效应相对显著的毛细管基AuNDs组装结构对实际水体中的孔雀石绿进行取样和SERS检测,检测能力达到2×10~(-3)μg/g量级,表明此策略对实际水体中微量孔雀石绿的快速高灵敏检测具有一定的可行性。     

金纳米棒调控组装结构SERS基底用于构筑毒品检测模块

本文介绍了一种基于金纳米棒自组装结构的SERS基底构筑方法。通过工艺参数可调控的溶剂蒸发诱导组装机制,可以减少或去除溶胶成膜基底中出现的咖啡环效应,得到致密均一的薄膜型SERS基底。该基底用于毒品SERS检测具有较高的灵敏性和较好的重现性,将其与便携式拉曼光谱仪和含毒品尿液的快速前处理方法相结合,可以用于涉毒人员尿液中毒品的检测分析,因此有望应用于涉毒现场的快速检测。     

纳米结构自组装和分子自组装体系

系统地总结并评述了纳主结构和自组装体系和分子自组装体系的最新进展,介绍了纳米结构自组装和分子自组装的基本概念,总结了几类自组和分子自组装体系的合成方法,例举了这类自组装体系的新特性及与下一代纳米结构器件之间的联系。     

基于Logistic函数模型的纳米自组装动力学分析

利用快速混合停流吸收(stopped-flow absorption)技术,研究了半胱氨酸分子介导的金纳米棒线性自组装过程的动力学性质.通过观测金纳米棒的表面等离激元动态吸收光谱,分析其自组装动力学行为及其与组装结构之间的关系.研究表明,传统的二阶反应动力学理论模型在描述金纳米棒自组装动力学行为上存在明显的局限性.由此,我们提出了基于Logistic函数的新的动力学分析模型.与传统的理论模型相比,新的理论模型具有更好的普适性,不仅适用于定量分析不同速率的金纳米棒自组装动力学特征,还提供了一种更加准确地描述组装初期动力学行为的方法.此外,这种新的动力学分析方法还有助于理解和建立金纳米棒组装动力学特征与组装体结构之间的关联.     

偶联分子对金纳米粒子在玻片上组装的影响

将金纳米粒子组装在用3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APES)修饰的普通玻片上,再分别用偶联分子对巯基苯胺、1,4-二巯基苯在该基底上再次组装金纳米粒子,结果表明用对巯基苯胺作为组装的偶联分子得到双层金纳米粒子结构,对巯基苯胺的表面增强拉曼光谱信号得到增强,而用1,4-二巯基苯作为组装的偶联分子得到单层金纳米粒子结构。     

金纳米棒二聚体结构的Fano共振

等离激元金属纳米结构中的Fano共振,由于其在超灵敏传感、超材料、光开关和非线性光学器件等方面的潜在应用而引起了广泛的关注。但在单颗粒尺度下单个金属纳米二聚体结构的Fano共振的实验研究仍然很少。本研究基于单颗粒光谱技术从实验上探讨了二聚体结构产生的Fano共振现象。利用种子生长法制备了等离激元共振峰分别在1 060 nm和700 nm的一长一短金纳米棒,通过L-半胱氨酸分子的静电吸附自组装构建首尾相连的金纳米棒二聚体结构,在暗场显微系统中表征了金纳米棒二聚体耦合前后的散射光谱。结果表明,短金纳米棒的明偶极模式与长金纳米棒的暗四极模式间的相消干涉在660 nm处产生了明显的Fano共振谷,同时基于有限差分时域（FDTD）方法的理论模拟散射光谱与实验结果能够较好地符合。这种自组装金纳米棒二聚体在等离激元传感和探测等方面具有广阔的应用前景。